PmodIA™ Справочно ръководство
Преработен на 15 април 2016 г
Това ръководство се отнася за PmodIA rev. А
крайview
PmodIA е импедансен анализатор, изграден около 5933-битовия импедансен преобразувател на мрежата Analog Devices AD12.
Характеристиките включват:
- Анализатор на импеданс с 12-битов преобразувател на импеданс
- Измервайте стойности на импеданса в диапазона от 100Ω до 10 MΩ.
- Програмируемо честотно сканиране
- Програмируема печалба ampлифир
- Опционално генериране на външен часовник
- Малък размер на печатна платка за гъвкав дизайн 1.6 инча × 0.8 инча (4.1 cm × 2.0 cm)
- 2×4-пинов порт с I²C интерфейс
- Следва спецификацията на интерфейса на Digilent
- Библиотека и бившampкод на файл, наличен в центъра за ресурси
PmodIA.
Функционално описание
PmodIA използва Analog Devices AD5933 със своя вграден честотен генератор и аналогово-цифров преобразувател (ADC), за да може да възбуди външен неизвестен импеданс на известна честота. Тази известна честота се изпраща през един от SMA конекторите. Честотната характеристика се улавя от другия SMA конектор и се изпраща към ADC и се извършва дискретна трансформация на Фурие (DFT) на sampводени данни, съхраняващи реалните и въображаемите части на решението в регистрите за данни на чипа. Големината на неизвестния импеданс, както и относителната фаза на импеданса във всяка точка от генерираното честотно сканиране, могат да бъдат изчислени от тези две думи с данни.
1.1 I² C интерфейс
PmodIA действа като подчинено устройство, използвайки комуникационен протокол I²C. Стандартът за интерфейс I² C използва две сигнални линии. Това са I² C данни и I² C часовник. Тези сигнали се преобразуват съответно в серийните данни (SDA) и серийния часовник (SCL) на PmodIA. (Вижте Таблица 1.) Следните инструкции обясняват как да четете и пишете на устройството.
Трябва да имате предвид два протокола, когато пишете в PmodIA: байт за запис/команден байт и блоков запис. Записването на един байт от главния към подчинения изисква главният да инициира условие за стартиране и да изпрати 7-битовия подчинен адрес. Трябва да задържите бита за четене/запис ниско, за да пишете успешно на подчиненото устройство. PmodIA трябва да зададе подчинения адрес като 0001101 (0x0D) при стартиране. След като подчиненото устройство потвърди своя адрес, главният трябва да изпрати адреса на регистъра, в който иска да пише. След като подчиненото устройство потвърди получаването на този адрес, главният ще изпрати единичен байт данни, който подчиненото устройство трябва да потвърди с обратен бит. След това капитанът трябва да издаде условие за спиране.
Можете също да използвате този протокол, за да зададете указател за адрес в регистъра. След като главният изпрати адреса на подчинения и бит за запис и подчиненият отговор отговори с бит за потвърждение, главният изпраща команден байт на указателя (10110000 или 0xB0). Подчиненият ще заяви бит за потвърждение и след това главният ще изпрати адреса на регистъра, към който да сочи в паметта. Следващият път, когато устройството чете от или записва данни в регистър, това ще се случи на този адрес.
Забележка: Указателят трябва да бъде зададен преди използването на протоколи за блоково записване или блоково четене.
Можете да изпълните протокол за блоково записване по начин, подобен на настройването на указател. Изпратете командата за запис на блок (10100000 или 0xA0) вместо командата за указател и броят на изпратените байтове (представен като байт) ще заеме мястото на адреса на регистъра, като следващите байтове данни ще бъдат индексирани с нула. Използвайте същите два протокола, когато четете данни от PmodIA: получаване на байт и блокиране на четене.
| Конектор J1 – I² C комуникации | ||
| ПИН | Сигнал | Описание |
| 1, 2 | SCL | I² C часовник |
| 3, 4 | SDA | I² C данни |
| 5, 6 | GND | Захранване Земя |
| 7, 8 | VCC | Захранване (3.3V/5V) |
1.2 Източник на часовник
PmodIA има вътрешен осцилатор, който генерира тактова честота от 16.776 MHz за работа на устройството. Можете да използвате външен часовник, като заредите IC4 на PmodIA и зададете бит 3 в контролния регистър (адрес на регистъра 0x80 и 0x81).
Схемата на PmodIA предоставя списък с препоръчани осцилатори. Схемата е достъпна от продуктовата страница на PmodIA на адрес www.digilentinc.com.
1.3 Настройка на честотно сканиране
Електрическият импеданс, ?, на една верига може да варира в диапазон от честоти. PmodIA ви позволява лесно да настроите честотно сканиране, за да намерите импедансните характеристики на веригата. Първо, трябва да настроите I²C интерфейс между хост платката и PmodIA. PmodIA изисква три части от информация за извършване на честотно сканиране: начална честота, брой стъпки в сканирането и увеличение на честотата след всяка стъпка. Началната честота и параметрите на нарастване на стъпка се съхраняват като 24-битови думи. Параметърът брой стъпки се съхранява като 9-битова дума.
Можете да програмирате обема от пик до пикtage на изходната честота в сканирането чрез задаване на битове 10 и 9 в контролния регистър. Обемът от пик до пикtage трябва да се настрои по подходящ начин във връзка с теста за импеданс. Това е, за да се избегне вътрешната оп-amps от опит да достави изходен обемtage или ток над максималния им капацитет. Препоръчително е, когато използвате резистор за обратна връзка от 20 ома, за да настроите peak to peak voltage към 200 mV или 400 mV и когато използвате резистор за обратна връзка от 100 K-ohm, задайте обем от пик до пикtagд при 1V.
След като веригата е възбудена, отнема известно време, за да достигне стабилното си състояние. Можете да програмирате време за установяване за всяка точка в честотното сканиране, като запишете стойност в регистрационни адреси 0x8A и 0x8B. Тази стойност представлява броя периоди на изходна честота, които аналогово-цифровият преобразувател ще игнорира, преди да започне sampопределяне на честотната характеристика. (Вижте Таблица 2 за списък на регистрите и съответните им параметри.)
| Адрес за регистрация | Параметър |
| 0x80, 0x81 | Контролен регистър (Бит-10 и Бит-9 задават peak-to-peak voltage за изходната честота). |
| 0x82, 0x83, 0x84 | Начална честота (Hz) |
| 0x85, 0x86, 0x87 | Увеличение на стъпка (Hz) |
| 0x88, 0x89 | Брой стъпки при почистване |
| 0x8A, 0x8B | Време за установяване (Брой периоди на изходна честота) |
Можете да изчислите 24-битовата дума, която да съхраните в адресите на регистъра за параметрите на началната честота и нарастването на стъпка, като използвате уравненията за кода на началната честота и кода за нарастване на честотата по-долу. Можете също да намерите тези уравнения и повече информация в информационния лист AD5933.
След като зададете тези параметри, изпълнете следните стъпки, за да стартирате честотното сканиране (перефразирано от листа с данни AD5933):
- Влезте в режим на готовност, като изпратите командата за готовност към контролния регистър.
- Влезте в режим на инициализация, като изпратите команда за инициализиране със стартова честота към контролния регистър.
Това позволява на измерваната верига да достигне своето стабилно състояние. - Стартирайте честотното сканиране, като изпратите командата за стартиране на честотното сканиране към контролния регистър.
1.4 Изчисления на импеданса
Аналогово-цифровият преобразувател samples честотната характеристика от неизвестни импеданси при до 1MSPS с 12-битова разделителна способност за всяка точка в честотното сканиране. Преди да съхрани измерванията, PmodIA извършва дискретна трансформация на Фурие (DFT) на sampled данни (1,024 samples за всяка честотна стъпка). Два регистъра съхраняват DFT резултата: Реалният регистър и Имагинерният регистър.
Електрическият импеданс съдържа както реални, така и въображаеми числа. В декартова форма можете да изразите импеданс с уравнението:
z = Реално + j ∗Въображаемо
Където Real е реалният компонент, Imaginary е имагинерният компонент и ? е имагинерно число (еквивалентно на i = √−1 в математиката). Можете също да представите импеданс в полярна форма:
Импеданс = |z|∠θ
Където |Z| е величината и ∠θ е фазовият ъгъл:
PmodIA не извършва никакви изчисления. След всяко DFT главното устройство трябва да прочете стойностите в Реалните и Имагинерните регистри.
За да изчислите истинския импеданс, трябва да вземете предвид печалбата. Можете да намерите бившampизчислете коефициента на усилване в информационния лист AD9533.
1.5 Отчитане на температурата
PmodIA има самостоятелен, 13-битов температурен сензор за наблюдение на температурата на устройството. Моля, вижте информационния лист AD5933 за повече информация относно управлението на този модул.
1.6 Регистриране на адреси
Листът с данни AD5933 съдържа пълна таблица с адреси на регистрите.
Физически измерения
Щифтовете на заглавката на щифта са разположени на 100 мили един от друг. Печатната платка е с дължина 1.6 инча от страните, успоредни на щифтовете на заглавката на щифта, и с дължина 0.8 инча от страните, перпендикулярни на заглавката на щифта.
Изтеглено от Arrow.com.
Copyright Digilent, Inc. Всички права запазени.
Други споменати имена на продукти и компании може да са търговски марки на съответните им собственици.
1300 Хенли Корт
Пулман, Вашингтон, 99163
509.334.6306
www.digilentinc.com
Документи / Ресурси
 |
DIGILENT PmodIA с платки за микроконтролер с външен часовник [pdf] Ръководство за потребителя PmodIA с платки за микроконтролер с външен часовник, PmodIA, платки за микроконтролер с външен часовник, платки за микроконтролер с външен часовник, платки за микроконтролер с часовник, платки за микроконтролер, платки |